Een team van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) heeft een enorme doorbraak in de metallurgie bereikt door een nieuw type aluminium te ontwerpen met uitzonderlijke prestaties. Dit innovatieve materiaal, het resultaat van de samenwerking tussen kunstmatige intelligentie en de meest geavanceerde technische technieken, is bestand tegen temperaturen tot 400°C en heeft een vijf keer grotere mechanische weerstand dan conventioneel aluminium. Het zou strategische sectoren zoals de luchtvaart-, automobiel- en ruimtevaartindustrie radicaal kunnen transformeren.
Kunstmatige intelligentie en simulaties ten dienste van de materiaalkunde
Aan de basis van deze revolutie ligt een baanbrekende methode die gebruik maakt van kunstmatige intelligentie om uit tientallen varianten van metaallegeringen de meest veelbelovende samenstelling te selecteren. Onderzoekers Mohadeseh Taheri-Mousavi, een postdoc bij MIT, en professor John Hart, hoofd van de afdeling Werktuigbouwkunde, combineerden geavanceerde thermodynamische simulaties en elektronenmicroscopie-analyse om een optimale legering te ontwerpen.
Deze techniek maakte het mogelijk om de verdeling van deeltjes op nanometrisch niveau binnen de aluminiummatrix te controleren, wat resulteerde in een sterker materiaal maar zonder dat het gewicht toenam. In de praktijk heeft het team, door de grootte en positionering van de deeltjes te reguleren, een aanzienlijke toename van de mechanische weerstand verkregen, waardoor een lichte en hoogwaardige structuur behouden bleef.
Een nieuwe 3D-printtechniek
Een ander belangrijk element van de innovatie van MIT is de toepassing van een 3D-printtechniek waarbij gebruik wordt gemaakt van lasersmelten, die in staat is gesmolten metaal snel te laten stollen. In tegenstelling tot conventionele methoden waarbij warmtebehandelingen na de productie nodig zijn, kunt u met dit proces direct na het printen hoogwaardig materiaal creëren.
Dit is een fundamentele technologische sprong voorwaarts: veel metaallegeringen die met additieve productie zijn verkregen, vereisen een daaropvolgende verwerking om een goed weerstandsniveau te bereiken. Het nieuwe MIT-aluminium is echter vanaf het begin ontworpen om 3D-geprint te worden, waardoor de productietijden en -kosten worden verkort, zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit.
Het aluminium van de toekomst voor auto’s, vliegtuigen en ruimtemissies
De innovatieve samenstelling van dit aluminium is geoptimaliseerd om te voldoen aan de behoeften van de meest veeleisende sectoren. In de lucht- en ruimtevaartsector, waar elke gram telt, zou het kunnen gebruiken van een lichter maar resistenter materiaal een vermindering van het structurele gewicht van vliegtuigen, een grotere efficiëntie van de motoren en een vermindering van het verbruik kunnen betekenen.
In de automobielsector kan het nieuwe materiaal echter helpen bij het ontwerpen van lichtere chassis, het verbeteren van de energie-efficiëntie en het verlagen van de CO₂-uitstoot, zonder de voertuigveiligheid in gevaar te brengen. Maar het is in de wereld van de ruimtetechnologie dat deze legering echt het verschil zou kunnen maken: met deze nieuwe legering zouden satellieten, orbitale modules en kritische componenten kunnen worden gemaakt, waardoor toekomstige missies goedkoper en beter presterend zouden worden.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
